JP3104519B2 - クラッチ装置 - Google Patents

クラッチ装置

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JP3104519B2
JP3104519B2 JP06048806A JP4880694A JP3104519B2 JP 3104519 B2 JP3104519 B2 JP 3104519B2 JP 06048806 A JP06048806 A JP 06048806A JP 4880694 A JP4880694 A JP 4880694A JP 3104519 B2 JP3104519 B2 JP 3104519B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はクラッチ装置、特に自動
変速機等の内部に用いられるクラッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より自動変速機等に用いられるクラ
ッチ装置として、複数のクラッチディスクとセパレータ
プレートから成る湿式多板クラッチ装置が公知であり、
油圧により駆動されるピストンの推力によりクラッチを
係合し、トルク伝達を行っている。この種の湿式多板ク
ラッチ装置においては、伝達トルク容量を大きくするた
めにはピストンに供給する油圧を上げるか、クラッチデ
ィスクとセパレータプレートの枚数を増やすことが必要
である。しかし、油圧を発生するオイルポンプは一つで
ありライン油圧以上に油圧を上げることはできないし、
また、クラッチディスクの枚数を増やすと軸寸法が増大
するという問題がある。
【０００３】そこで、クラッチディスクとセパレータプ
レートの枚数を増やすことなく伝達トルク容量を大きく
する方法が考案され例えば実開平２−６９１３４号公報
に開示されたものがある。同公報によれば、ピストンと
ピストンにより押圧されるクラッチディスクの間にカム
機構を配設して伝達トルク容量の増大をはかっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報の
装置では、実際には、ピストンの作動開始と同時にカム
部材が離間するので、クラッチが急激に係合され、係合
ショックが発生するという問題点がある。本発明は上記
問題に鑑み、寸法を増大することなく、かつ係合ショッ
クを発生することなく伝達トルク容量を大きくすること
のできるクラッチ装置を提供することを目的とする。
【０００５】本発明の請求項１によれば、共通の軸線上
に離間配置され相対的に回転する一対の部材と、互いに
係合可能な第１摩擦係合要素と第２摩擦係合要素であっ
て、一対の部材の一方に係合され反第２摩擦係合要素側
への軸方向移動が制限される第１摩擦係合要素、と、一
対の部材の他方に係合され第１摩擦係合要素と隣接配置
された第２摩擦係合要素とを備え、第１および第２摩擦
係合要素を摩擦係合して相対的に回転する一対の部材を
係合するクラッチ装置であって、共通の軸線上一対の部
材間に配置され、互いに対向するカム面を有し、それぞ
れ軸方向に移動可能な第１および第２カム部材であっ
て、カム面と反対側の背面が第１部材の一方に対向せし
められている第１カム部材と、カム面と反対側の背面が
第２摩擦係合要素に対向せしめられている第２カム部材
と、第１および第２カム部材の間に配置されたカムロー
ラとから成る可変長継ぎ手手段と、可変長継ぎ手手段の
第１および第２カム部材を一緒に第２摩擦係合要素側に
押圧するピストン手段と、を備え、第１および第２カム
部材の対向するカム面に形成されたカム斜面の傾きθは
第２カム部材の背面と第２摩擦係合要素との間の摩擦係
数をμとしたときｔａｎθ＜μなる関係とされていて、
第２摩擦係合要素が結合された一対の部材の他方が回転
しているときに、ピストン手段によって第１および第２
カム部材を一緒に第２摩擦係合要素側に押圧されると第
２カム部材の背面が第２摩擦係合要素と摩擦係合して第
２カム部材は一対の部材の他方に引きずられて回転し、
第１および第２カム部材は相対回転してカムローラをカ
ム斜面間に位置せしめて互いに離反方向に押圧される
が、第１カム部材は背面が一対の部材の一方に当接して
停止せしめられ、第２カム部材の背面により第２摩擦係
合要素が押しつけられる第１摩擦係合要素は軸方向の移
動が制限され、第２摩擦係合要素と第１摩擦係合要素が
伝達トルクに対応した押圧力で摩擦係合される、ことを
特徴とするクラッチ装置が提供される。
【０００６】請求項２によれば、さらにクラッチの完全
係合後は、前記ピストン手段の押圧力を解除することを
特徴とする前記請求項１に記載のクラッチ装置が提供さ
れる。
【０００７】本発明の請求項３によれば、共通の軸線上
に離間配置され相対的に回転する一対の部材と、互いに
係合可能な第１摩擦係合要素と第２摩擦係合要素であっ
て、一対の部材の一方に係合され反第２摩擦係合要素側
への軸方向移動が制限される第１摩擦係合要素、と、一
対の部材の他方に係合され第１摩擦係合要素と隣接配置
された第２摩擦係合要素とを備え、第１および第２摩擦
係合要素を摩擦係合して相対的に回転する一対の部材を
係合するクラッチ装置であって、共通の軸線上一対の部
材間に配置され、互いに対向するカム面を有し、それぞ
れ軸方向に移動可能な第１および第２カム部材であっ
て、カム面と反対側の背面が第１部材の一方に対向せし
められている第１カム部材と、カム面と反対側の背面が
第２摩擦係合要素に対向せしめられている第２カム部材
と、第１および第２カム部材の間に配置されたカムロー
ラとから成る可変長継ぎ手手段と、可変長継ぎ手手段の
第１カム部材と第２カム部材をそれぞれ離反方向に押圧
するピストン手段と、を備え、第１および第２カム部材
の対向するカム面に形成されたカム斜面の傾きθは第２
カム部材の背面と第２摩擦係合要素との間の摩擦係数を
μとしたときｔａｎθ＞μなる関係とされていて、第２
摩擦係合要素が結合された一対の部材の他方が回転して
いるときに、ピストン手段によって第１カム部材と第２
カム部材がそれぞれ離反方向に押圧されると、第１カム
部材の背面が一対の部材の一方に当接して停止せしめら
れ、第２カム部材の背面が第２摩擦係合要素と当接して
摩擦係合し、第２カム部材は一対の部材の他方に引きず
られて第１カム部材に対して相対回転してカムローラを
斜面間に位置せしめ、第２カム部材は第２摩擦係合要素
を第１摩擦係合要素に押圧するが、第１摩擦係合要素の
軸方向移動が停止せしめられ、第２摩擦係合要素は第１
摩擦係合要素とピストン手段の押圧力に対応した押圧力
で摩擦係合される、ことを特徴とするクラッチ装置が提
供される。
【０００８】請求項４によれば、さらに前記ピストン手
段が前記可変長継ぎ手手段の一対のカム部材の一方を兼
ねていることを特徴とする前記請求項３に記載のクラッ
チ装置が提供される。
【０００９】請求項５によれば、さらに前記可変長継ぎ
手手段の一対のカム部材は前記ピストン手段の外部に配
設されていることを特徴とする前記請求項３に記載のク
ラッチ装置が提供される。
【００１０】
【作用】第２摩擦係合要素が結合された一対の部材の他
方が回転しているときに、ピストン手段によって第１お
よび第２カム部材を一緒に第２摩擦係合要素側に押圧さ
れると第２カム部材の背面が第２摩擦係合要素と摩擦係
合して第２カム部材は一対の部材の他方に引きずられて
回転し、第１および第２カム部材は相対回転してカムロ
ーラをカム斜面間に位置せしめて互いに離反方向に押圧
される。第１カム部材の背面は一対の部材の一方に対向
されており、押圧された第１カム部材の背面は一対の部
材の一方に当接して停止せしめられ、第２カム部材の背
面により第２摩擦係合要素が押しつけられる第１摩擦係
合要素は軸方向も移動が制限されている。したがって、
決められた幅の中に、一方の端部に配置した第１摩擦係
合要素と第２摩擦係合要素をカムが内側から突っ張るこ
とになり、第１摩擦係合要素と第２摩擦係合要素が係合
される。その時にかかる力は、回転する一対の部材の他
方の伝達トルクがカムにより軸方向の力に変換されたも
のであり、伝達トルクに対応したものである。
【００１１】請求項２では、両部材が完全係合した後に
ピストン押圧力は解除されるが、ピストン押圧力は始め
に可変長継ぎ手手段の一方の端部と回転している部材と
の摩擦係合を誘起するためにのみ使われ、その後の両部
材間の係合は伝達トルクにによって行われる。したがっ
て両部材の係合は維持される。
【００１２】第２摩擦係合要素が結合された一対の部材
の他方が回転しているときに、ピストン手段によって第
１カム部材と第２カム部材がそれぞれ離反方向に押圧さ
れると、第１カム部材の背面が一対の部材の一方に当接
して停止せしめられ、第２カム部材の背面が第２摩擦係
合要素と当接して摩擦係合し、第２カム部材は一対の部
材の他方に引きずられて第１カム部材に対して相対回転
してカムローラを斜面間に位置せしめ、第２カム部材は
第２摩擦係合要素を第１摩擦係合要素に押圧される。第
１カム部材の背面はすでに一対の部材の一方に当接して
停止せしめられており、第２カム部材の背面により第２
摩擦係合要素が押しつけられる第１摩擦係合要素は軸方
向も移動が制限されている。したがって、決められた幅
の中に、一方の端部に配置した第１摩擦係合要素と第２
摩擦係合要素をカムが内側から突っ張ることになり、第
１摩擦係合要素と第２摩擦係合要素が係合される。その
時にかかる力は、ピストン部材の押圧力により生起され
るものであるから、ピストン部材の押圧力に対応したも
のである。
【００１３】請求項４では、可変長継ぎ手手段の一対の
カム部材の一方を兼ねているピストン手段が可変長継ぎ
手手段一対のカム部材を離間させるので一方のカム部材
の背面が相対回転している部材に摩擦係合する、すると
カム部材間の反力により前記部材に摩擦係合した端部を
有するカム部材は部材の回転力に引きずられて他方のカ
ム部材の上に乗り上げられる。したがって可変長継ぎ手
手段の両端部間の長さが伸び、相対回転している一対の
部材を内側から突っ張る様にして係合する。
【００１４】請求項５では、可変長継ぎ手手段の一対の
カム部材はピストン手段の外部に配設され、ピストン手
段が可変長継ぎ手手段一対のカム部材を離間させるので
一方のカム部材の背面が相対回転している部材に摩擦係
合する、するとカム部材間の反力により前記部材に摩擦
係合した端部を有するカム部材は部材の回転力に引きず
られて他方のカム部材の上に乗り上げられる。したがっ
て可変長継ぎ手手段の両端部間の長さが伸び、相対回転
している一対の部材を内側から突っ張る様にして係合す
る。
【００１５】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を説明
する。まず初めに実施例が自動変速機のどの様な部位に
適用されたものかを説明する。図１は実施例が適用され
た自動変速機の全体の構成を模式的に現したものであ
る。図１において、ＡＴは変速機構の全体を示すが、変
速機構ＡＴは、基本的には、３個のプラネタリギヤユニ
ットと、それらのリングギヤ、サンギヤ、キャリヤ等の
各要素の断接を行う摩擦係合要素から成る。その詳細は
以下の通りである。
【００１６】Ｘi はインプットシャフトであって、トル
クコンバータ（図示しない）のアウトプットシャフト
（図示しない）と結合されている。ＰＧ1 、ＰＧ2 、Ｐ
Ｇ3 はそれぞれフロントプラネタリギヤユニット、リヤ
プラネタリギヤユニット、Ｏ／Ｄプラネタリギヤユニッ
トである。
【００１７】Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 はそれぞれフロントプラ
ネタリリングギヤ、リヤプラネタリリングギヤ、Ｏ／Ｄ
プラネタリリングギヤである。Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 はそれ
ぞれフロントプラネタリキャリヤ、リヤプラネタリキャ
リヤ、Ｏ／Ｄプラネタリキャリヤである。Ｓ12は前記フ
ロントプラネタリギヤユニット、リヤプラネタリギヤユ
ニットに共通のフロント＆リヤプラネタリサンギヤであ
り、Ｓ3 は、Ｏ／Ｄプラネタリサンギヤである。
【００１８】Ｃ1 は第１クラッチであって、インプット
シャフトＸi とフロントプラネタリリングギヤＲ1 を断
接する。Ｃ2 は第２クラッチであって、インプットシャ
フトＸi とフロント＆リヤプラネタリサンギヤＳ12を断
接する。Ｃ3 は第３クラッチであって、Ｏ／Ｄプラネタ
リキャリヤＫ3 とＯ／ＤプラネタリサンギヤＳ3 を断接
する。
【００１９】Ｂ1 は第１ブレーキであって、フロント＆
リヤプラネタリサンギヤＳ12をロックする。Ｂ2 は第２
ブレーキであって、フロント＆リヤプラネタリサンギヤ
Ｓ12の逆回転（左回転）をロックする。Ｂ3 は第３ブレ
ーキであって、リヤプラネタリキャリヤＫ3 の回転をロ
ックする。Ｂ4 は第４ブレーキであって、Ｏ／Ｄプラネ
タリサンギヤＳ3 の回転をロックする。
【００２０】Ｆ1 は第１ワンウェイクラッチであって、
第２ブレーキＢ2 が作用している時フロント＆リヤプラ
ネタリサンギヤＳ12の逆回転（左回転）をロックする。
Ｆ2 は第２ワンウェイクラッチであって、リヤプラネタ
リキャリヤＫ3 の逆回転（左回転）をロックする。Ｆ3
は第３ワンウェイクラッチであって、Ｏ／Ｄプラネタリ
サンギヤＳ3 に対するＯ／ＤプラネタリキャリヤＫ3 の
逆回転（左回転）をロックする。
【００２１】そして、上記各摩擦係合要素を図２に示さ
れる様に組み合わせて作動させることによって各速度段
を得ている。なお、ＣＧ1 はカウンタドライブギヤ、Ｃ
Ｇ2 はカウンタドリブンギヤＣＧ2であってエンジン出
力を後段の機構に導くためのものであって、変速そのも
のには関係ない。
【００２２】以下、本発明の実施例の説明を行う。図３
は本発明の第１実施例であって、請求項１の発明を、上
記摩擦係合要素の内、第３ブレーキＢ3 に適用したもの
である。図２に示されている通り、第３ブレーキＢ3 は
Ｌレンジのファーストギヤおよびリバースギヤで、リヤ
プラネタリギヤＰＧ2 のリヤプラネタリキャリヤＫ2を
固定させる作用を行うものである。図３の（Ａ）は本第
１実施例の構造の詳細を示す図であり、（Ｂ）はその摩
擦係合部分の状態を拡大して示した図である。
【００２３】図３において、１はピストン、２は第１カ
ム部材、３はカムローラ、４は第２カム部材である。５
はスプリングであって第１カム部材２、カムローラ３、
第２カム部材４を常時ピストン１側に付勢している。６
はクラッチディスク、７はセパレータプレートである。
８はスナップリングであってクラッチディスク６が第２
カム部材４に接触してカムの作用を妨害することを防止
するためのものである。また９はクラッチケーシング、
１０はピストン１に作動油圧を供給するための油通路で
ある。
【００２４】第１カム部材２と第２カム部材４のカムロ
ーラ３に接する側にはカム面２ｃ、４ｃが形成されてい
るが、その傾きθは、第２カム部材４とクラッチディス
ク６との間の摩擦係数μの間に対し、ｔａｎθ＜μとな
る様にされている。この図３は、作動油圧が供給されて
おらず、カム部材２、カムローラ３、第２カム部材４が
スプリング５によって左端の位置に押し戻され、第２カ
ム部材４とクラッチディスク６とが離間して動力伝達し
ていない状態を示している。
【００２５】次にピストン１に油通路９から作動油が供
給されると図４の（Ａ）、（Ｂ）に示される様に第１カ
ム部材２、カムローラ３、第２カム部材４はピストン１
に押されて一体的に図中右方に移動し、第２カム部材４
の背面４ｂとクラッチディスク６のカム側摩擦面６ａと
が係合を開始する。係合が開始されると、クラッチディ
スク６が矢印の方向に回転しているので第２カム部材４
はクラッチディスク６に引きずられて同じ方向に回転を
始める。
【００２６】第２カム部材４がクラッチディスク６に引
きずられて同じ方向に回転するとやがて第２カム部材４
のカム斜面４ｃはカムローラ３を介して第１カム部材２
のカム斜面２ｃを上り始め、第１カム部材２を図中左
に、第２カム部材４を図中右に押し出す力が作用しその
隙間を拡大してゆく。そして、ついに第２カム部材２の
背面２ａはクラッチハウジング９のカム受け面９ａに当
接して動きを停止するので、さらに第２カム部材４が回
転すると第２カム部材４を右に押し出す方向にのみ力が
作用しクラッチディスク６とセパレータプレート７の係
合力を高めていき両者を完全係合する。図５の（Ａ）、
（Ｂ）はこの完全係合の状態を示したものである。
【００２７】ここで、上述の第１実施例の係合に於いて
作用する力について説明する。まずピストン１が第１カ
ム部材２と第２カム部材４を一体的にクラッチディスク
６に押圧する力をＦ1 とすると、この押圧力Ｆ1 によっ
て第２カム部材４とクラッチディスク６が摩擦係合する
のであるから、その間の摩擦係数をμ、摩擦力をｆとす
るとｆ＝μ×Ｆ1 …（式１）である。
【００２８】次にこの摩擦力によって第２カム部材４が
第１カム部材２をクラッチケーシング１０に押圧する力
Ｆ2 が発生し、Ｆ2 ＝ｆ／ｔａｎθ…（式２）である。
したがって、第１カム部材２にはＦ2 −Ｆ1 の力が作用
する。ここで、（式１）からＦ1 ＝ｆ／μであり、（式
２）からＦ2 ＝ｆ／ｔａｎθであるのでＦ2 −Ｆ1 ＝ｆ
／ｔａｎθ−ｆ／μであって、μ＞ｔａｎθと予め設定
されているのでＦ2 −Ｆ1 ＞０となり、第１カム部材２
はクラッチケーシング１０に押圧され、やがてその壁面
に当接して停止する。
【００２９】壁面に当接した後は、ピストン１による押
圧力は作用しないのでＦ2 ＝ｆ／ｔａｎθのみが作用す
るが、ｆはクラッチディスク６の伝達トルクＴを平均半
径ｒで除算したものであって、ｆ＝Ｔ／ｒと現すことが
できる。したがって、押圧力Ｆ2 は伝達トルク量に比例
する。したがって、クラッチディスクの枚数を低減して
も大きな押圧力を得ることが可能であって、本第１実施
例では、図１１に示す従来技術の場合は７枚であるのに
対して３枚しか使っていない。しかし、これも摩擦材の
耐久性がよければ１枚とすることも可能である。また、
係合初期はピストン手段の押圧力Ｆ1 がトルク限界とな
り、またピストン１がアキューム効果を成すために、係
合ショックを低減することができる。なお、完全係合後
は伝達トルクが押圧力として作用するのでピストン室内
の作動油を抜くことが可能である。
【００３０】次に完全係合状態から係合を解除する場合
であるが、これは伝達トルクの方向を反転することによ
って得られる。伝達トルクの方向を反転すると図５の状
態からカムが外れて、図４の状態に戻り、さらに図３の
状態に戻り係合が完全に解除される。
【００３１】図６は本発明の第２実施例であって、図１
に示した自動変速機ＡＴの第１クラッチＣ1 の部分に第
１実施例と同様な作動をするカム機構を適用したもので
ある。図６において、１１ａは上部クラッチハウジン
グ、１１ｂは底部クラッチハウジングであって、１２は
第１カム部材兼用ピストンであって、底部クラッチハウ
ジング１１ｂにスプライン結合されている。１３はカム
ローラ、１４は第２カム部材である。基本作動は第１実
施例と同じなので省略する。そして、係合時、カムの作
用力により第１カム部材兼用ピストンが戻されるため
に、従来のすべてクラッチディスクとセパレータプレー
トで構成したものに比べて作動油の作用方向を規制する
チェックボール（図１１の３５）と、係合を開放するた
めのリターンスプリング（図１１の３６）が不要となっ
ている。
【００３２】図７は本発明の第３実施例であって、請求
項４の発明を第１実施例と同様に第３ブレーキＢ3 に適
用したものであって、請求項３の内容を包含している。
図７の（Ａ）は本第３実施例の構造の詳細を示す図であ
り、（Ｂ）はその摩擦係合部分の状態を拡大して示した
図である。図７において、１５は第１カム部材、１６は
第２カム部材兼用ピストン、１７はカムローラであって
第１カム部材１５と第２カム部材兼用ピストン１６のカ
ムローラ１７に接する側にはカム面１５ｃ、１６ｃが形
成されている。
【００３３】１８は第２カム部材兼用ピストン１６の先
端に取り付けられピストン押圧面を形成する押圧プレー
ト、１９はクラッチディスク、２０はセパレータプレー
ト、２１はスナップリングである。２２はスプリング、
２３はスプリング押さえ、２４はクラッチケーシングで
あり、２５は油圧供給用の油通路である。カム面１５
ｃ、１６ｃの傾きθは、押圧プレート１８とクラッチデ
ィスク１９との間の摩擦係数μの間に対し、ｔａｎθ＞
μとなる様にされている。この図７は作動油圧が供給さ
れておらず、第１カム部材１５、カムローラ１７、第２
カム部材兼用ピストン１６はスプリング２２によって左
端の位置に押し戻され、押圧プレート１８とクラッチデ
ィスク１９と離間して動力伝達していない状態である。
【００３４】次にピストン１に作動油圧が第１カム部材
１５と第２カム部材兼用ピストン１６の間から供給され
ると図８の（Ａ）、（Ｂ）に示される様に第２カム部材
兼用ピストン１６は図中右方に移動し、押圧プレート１
８の押圧面１８ａとクラッチディスク１９のカム側摩擦
面１９ａとが係合を開始する。係合が開始されると、ク
ラッチディスク１９が矢印の方向に回転しているので第
２カム部材兼用ピストン１６はクラッチディスク１９に
引きずられて同じ方向に回転を始める。
【００３５】第２カム部材兼用ピストン１６がクラッチ
ディスク１９に引きずられて回転するとやがて第２カム
部材兼用ピストン１６のカム斜面１６ｃはカムローラ１
７を介して第１カム部材１５のカム斜面１５ｃを上り始
め、第１カム部材１５と第２カム部材兼用ピストン１６
との間の隙間をさらに拡大しようとする力が作用する。
しかし、第１カム部材１５の背面１５ａはクラッチハウ
ジング２４のカム受け面２４ａに当接しているので、さ
らに第２カム部材兼用ピストン１６が回転すると第２カ
ム部材兼用ピストン１６を右に押し出す方向にのみ力が
作用しクラッチディスク１９とセパレータプレート２０
の係合力を高めていき両者を完全係合する。図９の
（Ａ）、（Ｂ）はこの完全係合の状態を示したものであ
る。
【００３６】ここで、上述の第３実施例の係合に於いて
作用する力について説明する。まず第２カム部材兼用ピ
ストン１６がクラッチディスク１９に押圧する力をＦ 1
とすると、この押圧力Ｆ1 によって第２カム部材兼用ピ
ストン１６に一体的に取り付けられた押圧プレート１８
とクラッチディスク１９が摩擦係合するのであるから、
その間の摩擦係数をμ、摩擦力をｆとするとｆ＝μ×Ｆ
1 …（式３）である。
【００３７】次に、この摩擦力によってカムによる押圧
力が発生し、これが順次続いて結果的に押圧プレート１
８とクラッチディスク１９とは以下の（式４）の力を受
けて係合する。 Ｆ＝Ｆ1 ×｛１／（１−μ／ｔａｎθ）｝…（式４） 例えば、μ＝０．１４とし、θ＝１０°とするとＦ＝
４．８５×Ｆ1 となり、ピストン押圧力が４．８５倍さ
れることになる。したがって、クラッチディスクの枚数
は従来の１／４．８５で済むことになる。したがって、
本発明の従来例では図１１に示す様に、７枚必要として
いたが本実施例の様にして、μ＝０．１４とし、θ＝１
０°とすれば、７／４．８５≒２枚で済むことになる。
また、係合初期はピストン手段の押圧力Ｆ1 がトルク限
界となり、またピストン１がアキューム効果を成すため
に、係合ショックを低減することができる。
【００３８】なお、本第３の実施例の場合、カム形状を
双方向性のＶ形にされているのでトルクが逆転した場合
にもこれを伝達することが可能である。
【００３９】図１０は本発明の第４実施例であって、請
求項５の発明を第３実施例と同様に第３ブレーキＢ3 に
適用したものであり、請求項３の内容を包含している。
図１０の（Ａ）は本第３実施例の構造の詳細を示す図で
あり、（Ｂ）はその摩擦係合部分の状態を拡大して示し
た図である。図１０において、２６は第１カム部材、２
７は第２カム部材兼用ピストン、２８はカムローラであ
って第１カム部材２６と第２カム部材兼用ピストン２７
のカムローラ２８に接する側にはカム面が形成されてい
る。２９はクラッチディスク、３０はセパレータプレー
ト、３１はスナップリング、３２はスプリング、３３は
クラッチケーシング、３４は作動油を供給するための油
通路である。この図１０は作動油圧が供給されておら
ず、第１カム部材２６、カムローラ２８、第２カム部材
兼用ピストン２７はスプリング３２によって左端の位置
に押し戻され、第２カム部材兼用ピストン２７とクラッ
チディスク２９と離間して動力伝達していない状態であ
る。
【００４０】作動は実施例３と同じであるので説明は省
略するが、カム形状が一方向性とされており、ワンウェ
イクラッチの作用を行うのでトルクが逆転した場合には
これを伝達することはできない。そして、実施例３の場
合と異なりピストンがカム部材の外部に設けられ、ピス
トンの断面積が小形化されているので、このワンウェイ
クラッチとしての作動がスムーズに行われる。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、上記の様に構成され作用する
ので、請求項１、２では、伝達トルクに比例した係合力
が作用する、したがって大きな押圧力を必要とせずに大
きな係合力を得ることができ装置を小形化することが可
能であり、摩擦係合要素の数を減らせることによって非
係合時の引きずり損失を減らすことができ燃費の向上に
寄与する。また、係合初期はピストン手段の押圧力Ｆ1
がトルク限界となり、またピストン手段がアキューム効
果を成すために、係合ショックを低減することができ
る。
【００４２】請求項３、４、５では、カム機構によって
押圧力が倍力される、したがって大きな押圧力を必要と
せずに大きな係合力を得ることができ装置を小形化する
ことが可能であり、摩擦係合要素の数を減らせることに
よって非係合時の引きずり損失を減らすことができ燃費
の向上に寄与する、また押圧力の有無、大小によって係
合を制御できる。また、係合初期はピストン手段の押圧
力Ｆ1 がトルク限界となり、またピストン手段がアキュ
ーム効果を成すために、係合ショックを低減することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した自動変速機の構造を模式的に
現す図である。
【図２】図１の自動変速機において各速度段を得るため
の各摩擦係合要素の作動の組み合わせを示す図である。
【図３】（Ａ）第１実施例の構造を示す図である（非係
合時）。 （Ｂ）上記図３（Ａ）の係合部分の状態を拡大して示し
た図である。
【図４】（Ａ）図３（Ａ）の係合作動部分の状態を示す
図である（係合開始時）。 （Ｂ）上記図４（Ａ）の係合部分の状態を拡大して示し
た図である。
【図５】（Ａ）図３（Ａ）の係合作動部分の状態を示す
図である（完全係合時）。 （Ｂ）上記図５（Ａ）の係合部分の状態を拡大して示し
た図である。
【図６】第２実施例の構造を示す図である（非係合
時）。
【図７】（Ａ）第３実施例の構造を示す図である（非係
合時）。 （Ｂ）上記図７（Ａ）の係合部分の状態を拡大して示し
た図である。
【図８】（Ａ）図７（Ａ）の係合作動部分の状態を示す
図である（係合開始時）。 （Ｂ）上記図８（Ａ）の係合部分の状態を拡大して示し
た図である。
【図９】（Ａ）図７（Ａ）の係合作動部分の状態を示す
図である（完全係合時）。 （Ｂ）上記図９（Ａ）の係合部分の状態を拡大して示し
た図である。
【図１０】（Ａ）第４実施例の構造を示す図である（非
係合時）。 （Ｂ）上記図１０（Ａ）の係合部分の状態を拡大して示
した図である。
【図１１】従来技術による摩擦係合装置の構造を示す図
である。
【符号の説明】
１…ピストン（第１実施例） ２…第１カム部材（第１実施例） ３…カムローラ（第１実施例） ４…第２カム部材（第１実施例） ５…スプリング（第１実施例） ６…クラッチディスク（第１実施例） ７…セパレータプレート（第１実施例） ８…スナップリング（第１実施例） ９…クラッチケーシング（第１実施例） １０…油通路（第１実施例） １１ａ…上部クラッチハウジング（第２実施例） １１ｂ…底部クラッチハウジング（第２実施例） １２…第１カム部材兼用ピストン（第２実施例） １３…カムローラ（第２実施例） １４…第２カム部材（第２実施例） １５…第１カム部材（第３実施例） １６…第２カム部材兼用ピストン（第３実施例） １７…カムローラ（第３実施例） １８…第２カム部材兼用ピストン（第３実施例） １９…クラッチディスク（第３実施例） ２０…セパレータプレート（第３実施例） ２１…スナップリング（第３実施例） ２２…スプリング（第３実施例） ２３…スプリング押さえ（第３実施例） ２４…クラッチケーシング（第３実施例） ２５…油通路（第３実施例） ２６…第１カム部材（第４実施例） ２７…は第２カム部材兼用ピストン（第４実施例） ２８…カムローラ（第４実施例） ２９…クラッチディスク（第４実施例） ３０…セパレータプレート（第４実施例） ３１…スナップリング（第４実施例） ３２…スプリング（第４実施例） ３３…クラッチケーシング（第４実施例） ３４…油通路（第４実施例） ３５…チェックボール（従来技術） ３６…スプリング（従来技術） ＡＴ…変速機構 Ｃ1 …第１クラッチ Ｂ3 …第３ブレーキ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 25/00 - 25/12 F16D 43/00 - 43/30

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 共通の軸線上に離間配置され相対的に回
    転する一対の部材と、互いに係合可能な第１摩擦係合要
    素と第２摩擦係合要素であって、一対の部材の一方に係
    合され反第２摩擦係合要素側への軸方向移動が制限され
    る第１摩擦係合要素、と、一対の部材の他方に係合され
    第１摩擦係合要素と隣接配置された第２摩擦係合要素と
    を備え、第１および第２摩擦係合要素を摩擦係合して相
    対的に回転する一対の部材を係合するクラッチ装置であ
    って、 共通の軸線上一対の部材間に配置され、互いに対向する
    カム面を有し、それぞれ軸方向に移動可能な第１および
    第２カム部材であって、カム面と反対側の背面が第１部
    材の一方に対向せしめられている第１カム部材と、カム
    面と反対側の背面が第２摩擦係合要素に対向せしめられ
    ている第２カム部材と、第１および第２カム部材の間に
    配置されたカムローラとから成る可変長継ぎ手手段と、 可変長継ぎ手手段の第１および第２カム部材を一緒に第
    ２摩擦係合要素側に押圧するピストン手段と、を備え、 第１および第２カム部材の対向するカム面に形成された
    カム斜面の傾きθは第２カム部材の背面と第２摩擦係合
    要素との間の摩擦係数をμとしたときｔａｎθ＜μなる
    関係とされていて、 第２摩擦係合要素が結合された一対の部材の他方が回転
    しているときに、ピストン手段によって第１および第２
    カム部材を一緒に第２摩擦係合要素側に押圧されると第
    ２カム部材の背面が第２摩擦係合要素と摩擦係合して第
    ２カム部材は一対の部材の他方に引きずられて回転し、
    第１および第２カム部材は相対回転してカムローラをカ
    ム斜面間に位置せしめて互いに離反方向に押圧される
    が、第１カム部材は背面が一対の部材の一方に当接して
    停止せしめられ、第２カム部材の背面により第２摩擦係
    合要素が押しつけられる第１摩擦係合要素は軸方向の移
    動が制限され、 第２摩擦係合要素と第１摩擦係合要素が伝達トルクに対
    応した押圧力で摩擦係合される、 ことを特徴とするクラッチ装置。
  2. 【請求項２】 クラッチの完全係合後は、前記ピストン
    手段の押圧力を解除することを特徴とする前記請求項１
    に記載のクラッチ装置。
  3. 【請求項３】 共通の軸線上に離間配置され相対的に回
    転する一対の部材と、互いに係合可能な第１摩擦係合要
    素と第２摩擦係合要素であって、一対の部材の一方に係
    合され反第２摩擦係合要素側への軸方向移動が制限され
    る第１摩擦係合要素、と、一対の部材の他方に係合され
    第１摩擦係合要素と隣接配置された第２摩擦係合要素と
    を備え、第１および第２摩擦係合要素を摩擦係合して相
    対的に回転する一対の部材を係合するクラッチ装置であ
    って、 共通の軸線上一対の部材間に配置され、互いに対向する
    カム面を有し、それぞれ軸方向に移動可能な第１および
    第２カム部材であって、カム面と反対側の背面が第１部
    材の一方に対向せしめられている第１カム部材と、カム
    面と反対側の背面が第２摩擦係合要素に対向せしめられ
    ている第２カム部材と、第１および第２カム部材の間に
    配置されたカムローラとから成る可変長継ぎ手手段と、 可変長継ぎ手手段の第１カム部材と第２カム部材をそれ
    ぞれ離反方向に押圧するピストン手段と、を備え、 第１および第２カム部材の対向するカム面に形成された
    カム斜面の傾きθは第２カム部材の背面と第２摩擦係合
    要素との間の摩擦係数をμとしたときｔａｎθ＞μなる
    関係とされていて、 第２摩擦係合要素が結合された一対の部材の他方が回転
    しているときに、ピストン手段によって第１カム部材と
    第２カム部材がそれぞれ離反方向に押圧されると、第１
    カム部材の背面が一対の部材の一方に当接して停止せし
    められ、第２カム部材の背面が第２摩擦係合要素と当接
    して摩擦係合し、第２カム部材は一対の部材の他方に引
    きずられて第１カム部材に対して相対回転してカムロー
    ラを斜面間に位置せしめ、第２カム部材は第２摩擦係合
    要素を第１摩擦係合要素に押圧するが、第１摩擦係合要
    素の軸方向移動が停止せしめられ、 第２摩擦係合要素は第１摩擦係合要素とピストン手段の
    押圧力に対応した押圧力で摩擦係合される、 ことを特徴とするクラッチ装置。
  4. 【請求項４】 前記ピストン手段が前記可変長継ぎ手手
    段の一対のカム部材の一方を兼ねていることを特徴とす
    る前記請求項３に記載のクラッチ装置。
  5. 【請求項５】 前記可変長継ぎ手手段の一対のカム部材
    は前記ピストン手段の外部に配設されていることを特徴
    とする前記請求項３に記載のクラッチ装置。
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